百人会论坛2022|赵轶苗：介绍BMS AFE IC电池管理模拟前端芯片

　　2022年3月25日，第八届中国电动汽车百人会论坛在线上正式召开，会期为3月25日-27日。围绕“迎接新能源汽车市场化发展新阶段”主题，开设14场会议，聚焦行业热点，探索发展趋势。

　　2022年3月27日，在高层论坛上，ADI中国产品事业部总经理赵轶苗发表了演讲，以下是演讲摘要：

　　赵轶苗 ADI中国产品事业部总经理

　　各位领导，大家好。很高兴参加EV100百人会的线上会议，我想代表ADI，也代表ADI中国事业部，给大家介绍一下我们在中国打造的本土化、高性能和高可靠性的电池管理模拟前端芯片，我们也叫BMS AFE IC。

　　ADI是一家全球领先的模拟半导体芯片公司，我们在模数和数模转换、电源、RF、DSP、以及一些传感器技术上有60多年的长期耕耘，本着给我们的客户，还有最终的系统，提供一套从模拟世界到数字世界的转换和桥梁的作用，来帮助大家能够利用模拟世界的信息做深入的数字分析。汽车领域，一直是ADI长期重点关注的一个战略投资领域，我们在这边有长期的研发投入。在汽车的电动化、座舱体验、安全驾驶、包括自动驾驶方面都有一系列的产品和技术。我们秉持这些高性能、高可靠性的产品，帮助我们的客户实现其产品的差异化和高可靠性。

　　非常感谢与百人会的这个合作。我们从2018年加入EV100百人会后，不断地和百人会的领导们深入交流合作的方案，探讨如何助力整个中国汽车电动化的发展。我们在百人会20周年的时候，还启动了电池全生命周期联合创新中心，主要是研发电池的残值管理以及安全性分析。我们也希望借助这个平台，继续去拓展更多的围绕电池安全(包括高精度测量、高精密测量)的技术，来帮助我们百人会的相关企业，也包括我们整个中国电动汽车产业，提供一个更好的电池利用、开发和精准测量平台。我们接下来还会在百人会这个大平台上，在百人会的领导下，继续去探索一些包括像电池热失控、云端电池数据分析等的技术和研究。

　　另一方面我也想介绍一下ADI中国事业部。ADI是一个全球化视野的公司，非常重视在中国的发展，包括给我们的客户提供最好的技术和产品。大家也知道当今世界的一些政治经济形势也比较复杂，ADI的管理层也是与时俱进，积极响应咱们政府的双循环战略，在中国国内希望打造出一条能够给客户提供更好的供应链安全的事业部体系。因此，我们在2019年的时候，成立了中国事业部。ADI中国事业部拥有自己完整的产品线，会根据中国客户的具体需求来独立定义、开发产品，最后完成整个产品的生产，所以我们是有独立自主决策能力的事业部机制。2020年的时候，我们也把亚德诺半导体在中国的运营部分，提升到了亚德诺半导体投资公司这样一个形式。由此，ADI也在中国建立了自己独立的法律实体，作为一个中国公司来运营我们在中国的业务。ADI在中国的产品本土化，首先是要保证本土化的研发。其实，我们的创始人Ray Stata，早在2000年的时候就在北京建立了ADI研发中心，随后我们又在上海建立了研发中心。我们是整体有200多研发工程师的一个体系。以我们的开发历史来讲，共发布了50余款产品，产生了70多项专利，包括在一些半导体领域比较顶级的会议上也有很多篇论文的发布。现在在我们整个中国事业部体系下，汽车产品是一个非常重要的产品线领域，我们主要集中在BMS电池管理、车载音频还有包括一些汽车电源类的产品开发上面。我们有很长时间的技术积累，研发中心主要是在北京和上海，另外还有很庞大的系统开发团队，不仅给客户提供芯片，而且能够提供完整的一站式解决方案。我们在上海还有整个汽车电子的实验室，包括我们一些EMC、EMI等等这些措施。同时我们也在推动整个生产环节、供应链环节的本土化，我们现在很多产品的封装测试都已经完成了本土化，而且是车规的这种封装测试。同时我们也在跟本土的代工厂商积极合作，把芯片的晶圆制造环节也最后落地到国内来。这样就可以完成一个从研发一直到生产再到产品销售，这么一个在国内的完整产业链条，而且同时可以保证我们客户的供应安全。

　　谈到汽车这一块，非常荣幸的是ADI赶上了中国整个汽车电动化发展潮流。因为汽车电动化这样一种历史性的变化，给整个中国的汽车工业带来了翻天覆地的变化。ADI在汽车领域有非常长时间的积累。我们始终秉持着一个非常核心的理念，就是汽车和普通的工业品是不太一样的，它关乎到安全、关乎到生命，所以为其提供高可靠性、高安全的半导体产品是非常重要的。同时我们也看到一些研究机构的数据分析，现在每辆车的半导体成本可能会从以前的300多美金，陆续提升到将来的1500美金左右这个体量，这说明半导体已经变成了汽车工业里非常重要的一个支柱。但这个支柱同样也需要非常挑剔、非常高要求的、高可靠性的产品质量保证。所以在这一块，我们非常重视关键的衡量指标，比如说接近0 ppm的故障率，出厂时的零缺陷，我们的产品在面对恶劣的工况(比如说更宽的温度范围、更恶劣的电磁干扰以及不同的温湿度情况)时，仍然能够保证长时间稳定地提供高性能的测量。

　　ADI中国事业部也是得益于ADI本身建立起来的，针对车规类芯片这种高可靠性的产品开发要求，ADI中国事业部也建立了一套完整的、闭环汽车芯片质量控制体系。我们会主要在五个方面来加深这种全闭环的、不断提升的汽车芯片可靠性。第一方面首先是对芯片工艺的控制和调整，因为首先在车载半导体里面，一定要保证工艺本身的可靠性，所以我们会在很多工艺生产流程方面要求我们的供应商增加一些适用于汽车的流程，来做一些screen或者optical monitoring，来保证晶圆的基础是非常扎实的。同时我们也开发了很多针对汽车应用的特殊工艺，比如汽车芯片里面有很多高压工艺或者是大电流工艺，然后也有一些特殊器件的开发，比如针对ESD、EMC的更好的鲁棒性的非挥发性存储单元的Memory开发，所以工艺的基础是我们构造一个高可靠性车载芯片最基础的所在。第二步就是对整个芯片设计流程的控制，ADI中国事业部已经完全建立了一整套功能安全设计流程(ISO26262设计流程)。从需求侧，包括整个安全机制、整个概念的建立，能够完成一个SoC或者SiP产品的开发。同时我们也有长期的积累，针对我们的核心IP，针对这种宽动态范围，包括一些特殊的EMC、EMI的设计要求来提供一个可靠性的IP，像这种ADC、DAC、参考设计等等，然后针对我们很多的芯片设计，包括各种高压、耐高压、耐大电流的设计我们也非常重视。最后一个非常重要的环节是整个验证的环节。我们从芯片初始的系统级验证到整个布局布线以后深入的后方验证，然后是针对功能安全整体的验证，都是完整建立起来。所以保证每个芯片在流片之前，都有一个高覆盖率、高可靠性的设计。然后进入了测试环节，我们也是有非常高的要求，比如说每个车规芯片都会做over stress测试、加速老化测试、三温测试，以及严格的EMC、EMI、ESD测试。然后我们还会在这个基础上增加很多可靠性测试，用一种更加严格的测试来保证每个芯片的可靠性。芯片生产这一块，我们也会加入车规级经验的筛选，通过safe launch、Burn-In以及整体的良率优化来提升刚才提到的0ppm和零缺陷这样的芯片。最后形成一个闭环，关键是我们要给客户提供整个系统应用以及我们会做严格的售后跟踪，我们对任何一个车规芯片的故障都会做严谨的分析，然后把在里面找到的问题反馈到芯片工艺端、设计端、测试端甚至生产端。通过这样一个可追溯的、完整的失效分析体系，最终来为我们的客户提供高可靠性的车规芯片产品。

　　我想介绍一下ADBMS1816这个产品。这是我们完全在中国本地开发的一款高性能、车载电池管理模拟前端芯片。ADBMS1816有非常强大的功能：一方面它可以适合于很多电池累加起来的高压应用，比如300多V、400多V，甚至700-800V高压电池系统模拟前端的每节电池的电压测量，同时它还有电流测量通道，可以构建一个48V的电池管理体系。该器件支持16串的磷酸铁锂或者是三元电池的高精度电流测量。这里面其实有一个非常重要的指标，对每一辆电动车要求是可以有十年的生命周期，我们需要保证在这十年的过程中，都能够提供非常高精度的测量，所以我们通过各种设计的努力，可以实现最高3毫伏的电压采样精度，这在整个生命周期是得到保障的。同时我们也设计和开发了一套双向、高可靠性的菊花链通讯方式，使得我们电池管理前端的数据采集能够实时地传递到ECU的主控端，做很多电池模型的分析。我们还在芯片里面提供8个温度采样通道，这样的话，在电池使用过程中，任何的热失控、前兆性的一些问题都会被发现。所以这款芯片是我们集合了ADI中国事业部的包括高压设计、高精度设计、功能安全设计、整体高可靠性设计的产品。我们也继承了ADI BMS产品的很多技术优势，包括刚才提到的全生命周期的精度。然后在高可靠性方面，我们做的是一个完全满足国内的国家安全标准的低功耗模式下的电池热失控监控。这是一个完全通过本土化封装测试的产品，目前我们的晶圆代工还是依靠国外的高压工艺，我们也在积极地把这个产品慢慢挪到国内的工艺上，来完成整个链条的生产。这是我们在电池管理领域，完全由中国本土开发的第一款芯片。我们会在此基础上，做更多的围绕汽车电动化相关的产品，除了电池管理，还包括通信、Pack Monitor以及将来衍生的在配电侧的电流电压管理芯片。与之并行的，我们也有车载音频芯片，还有车载控制器和电源类的芯片。

　　非常感谢汽车百人会给我们提供这样一个平台，我们也希望和各位电动汽车界的领导和同仁们，将来大家可以一起合作，大展拳脚，共同把中国的电动汽车产业做得更加蓬勃发展。谢谢大家!